SU1695463A1

SU1695463A1 - Преобразователь посто нного напр жени

Info

Publication number: SU1695463A1
Application number: SU894634399A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Левин; Владимир Иванович Никулин; Александр Владимирович Якушков
Original assignee: Рижское Высшее Военно-Политическое Училище Им.Бирюзова С.С.
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при построении мощных преобразователей посто нного напр жени . Цель изобретени - повышение надежности путем устранени коммутационных перенапр жений на ключах инвертора. Преобразователь посто нного напр жени содержит последовательно соединенные многофазный мостовой инвертор 1, многофазный трансформатор 2, обмотки которого соединены многоугольником, и мостовой выпр митель 24. В пазы с секци ми первичных и вторичных обмоток уложены дополнительные обмотки 21-23, соединенные в трехфазную систему, кажда фаза которой подключена к конденсатору 27-29. Введение емкостного контура возбуждени позвол ет обеспечить перпендикул рность линии раздела токов и оси магнитного пол , что обуславливает снижение коммутационных перенапр жений, повышение надежности , 3 ил. и |с чг с о ел Јь О СА

Description

Изобретение относитс к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при построении мощных преобразователей посто нного напр жени .

Цель изобретени - повышение надежности путем устранени коммутационных перенапр жений на ключах инвертора.

Нэ фиг. 1 представлена схема преобразовател посто нного напр жени ; на фиг. 2 -- соединение обмоток многофазного трансформатора; на фиг. 3 - векторные диаграммы , по сн ющие работу устройства.

Преобразователь посто нного напр жени содержит многофазный (кратный трем) мостовой инвертор I, выполненный на полностью управл емых ключевых элементах , многофазный (например, дев ти- фазный)трансформатор 2 с первичной 3-11, вторичной 12-20 и трехфазной дополнительной 21-23 обмотками и мостовой выпр митель 24 на диодах 25. Дополнительные обмотки трансформатора укладываютс в те же пазы 26, что и первична и вторична обмотки. Эти обмотки 21- 23 имеют значительно большее число витков, чем первична и вторична обмотки, но выполнены из более тонкого провода. Фазы 21-23 дополнительной обмотки замкнуты на конденсаторы 27-29, емкость ко- „торых выбираетс из услови равенства реактивных сопротивлений конденсатора и фазы дополнительной обмотки.

Многофазный трансформатор может быть выполнен на базе-обычной заторможенной асинхронной машины с обмотками, уложенными в пазы ротора, на который напрессован шихтованный цилиндрический статор без обмоток и пазов. Однако конструкци многофазного трансформатора может быть отличной от цилиндрической, например с пр моугольными шихтованными или витыми магнитопроводами. На фиг, 2 псг-азана схема образовани одной из фаз в дев тифазных первичной 3-11 и вторичной 12-20 обмотках, например 3 и 12 и трехфазной 21-23 дополнительной обмотки в многофазном трансформаторе,

Преобразователь посто нного напр жени работает следующим образом.

Управл емые ключевые элементы мостового инвертора 1 по командам устройства управлени , вход щего в состав инвертора (на фиг. 1 устройство управлени не показано ), осуществл ют поочередное подключение диагоналей многоугольника первичной обмотки к источнику посто нного напр жени . Например, в данный момент времени к + источника подключена вершина а (фиг. 1), а - вершины с и d (в фазе 7 первичной

обмотки протекают коммутационные процессы ). В следующий момент времени ключевые элементы подключают вершину b к + источника и отключают вершину d, т. е.

теперь к источника оказываютс подключенными вершины а и Ь, а к - - вершина с (в коммутации теперь находитс фаза 3), Лини магнитного потока поворачиваетс дл изображенной дев тифазной обмотки вслед повороту линии коммутации на 20° и т. д, В результате этих подключений обеспечиваетс равномерное вращение магнитного потока с необходимой угловой скоростью и, следовательно, наведение

ЭДС в обмотках трансформатора. С такой же угловой скоростью вращаетс и лини естественной коммутации обмоток вторичной цепи, где с помощью неуправл емых ключевых элементов 25 мостового выпр мител 24 осуществл етс преобразование переменного напр жени в посто нное. При этом лини раздела токов в выпр мителе совпадает по направлению с линией максимума наведенной ЭДС в многоугольнике

вторичной обмотки.

При гвии контуров с конденсаторами лини коммутации, т. е. лини приложенного напр жени и лини раздела тока в первичной цепи совпадают (фиг. За), но

лини направлени магнитного потока остаетс на угол (90° - у ). т. е. совпадает с направлением линии раздела тока холостого хода (Ь Ь + Т21). Поскольку поток ограничен услови ми насыщени , то ограничена

и величина наводимой им ЭДС EI, котора только значением EICOS у определ ет составл ющую приложенного напр жени . Произведение напр жени Ui на ток ti, обуславливает потребл емую активную

мощность преобразовател (здесь активными сопротивлени ми и рассе нием первичной и вторичн ой обмоток дл упрощени рассуждений пренебрегаем).

При наличии емкостного контура возбуждени (фиг. 36) его ток (с1 компенсирует потребление из сети токаХэ. В этих услови х угол у 0 и активна мощность преобразовател станов тс максимально возможной .

Помимо всего наличие емкостного контура возбуждени обуславливает прпенди- кул рность линии потребл емого тока li и потока Ф . Отсюда коммутируема фаза претерпевает наименьшее изменение потокосцеплени и, следовательно, коммутаци спокойна , полупроводниковые ключевые элементы функционируют без перенапр жений в облегченных услови х, всплески и провалы токов и напр жений на входе и

Claims

выходе преобразовател снижаютс , i e. введение емкостного контура возбуждени обеспечивает повышение надежности и улучшение качества электрической энергии Формула изобретени Преобразователь посто нного напр жени , содержащий последовательно соединенные многофазный, кратный трем мостовой инвертор, многофазный трансформатор с вращающимс магнитным полем , обмотки которого соединены последовательно многоугольниками, причем вершины многоугольника первичных обмоток подключены к соответствующим выходным выводам многофазного мостового инвертора, а вершины многоугольника

вторичных обмоток к входным выводам многофазною мостового выпр мител о т- личающийс тем. что. с целью повышени надежности путем устранени коммутационных перенапр жений на ключах инвертора, в пазы с секци ми первичных и вторичных обмоток многофазного транс форматора уложены дополнительно введен- ныеобмотки,соединенные

последовательно и образующие трехфазную систему, кажда фаза которой подключена к введенному конденсатору, емкостное сопротивление которого на рабочей частоте равно реактивной составл ющей сопротивлени фазы дополнительно введенной обмотки .

Фиг.2

-El |ч

Лини / коммутации/

. /

Ф

Г.

Ф

и

Фиг.З